天然氣熱電廠工業(yè)供熱流量計(jì)量和結(jié)算方式的探討

文 // 嚴(yán)越琴 浙江大唐國際紹興江濱熱電有限責(zé)任公司

天然氣熱電廠工業(yè)供熱流量計(jì)量和結(jié)算方式的探討

文 // 嚴(yán)越琴 浙江大唐國際紹興江濱熱電有限責(zé)任公司

我國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，新型建筑材料、傳動(dòng)部件以及制藥等高新輕工業(yè)發(fā)展迅速，并形成了一定的規(guī)模。在大中型城市周邊建成的工業(yè)高新產(chǎn)業(yè)，其中一大部分工業(yè)企業(yè)，為滿足工藝流程要求需要工業(yè)供熱。

紹興市某工業(yè)區(qū)管網(wǎng)供熱范圍為東至嘉紹高速，西至越東路，北至濱海大道，南至世紀(jì)大道，供熱范圍約70 km2。天然氣熱電廠地處熱負(fù)荷中心，有利于管網(wǎng)的布局，縮短供熱距離，減小熱網(wǎng)損耗，并減少相應(yīng)的管網(wǎng)投資。熱電廠集中對(duì)外供熱時(shí)，機(jī)組熱效率提高，具有更好的熱經(jīng)濟(jì)性。由于大容量鍋爐的效率高于小型熱電廠及燃?xì)忮仩t的效率，熱電廠實(shí)施供熱后，其供熱能耗優(yōu)于小型熱電廠，更優(yōu)于分散的供熱小燃?xì)忮仩t。因此，采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組實(shí)現(xiàn)電廠對(duì)外集中供熱的節(jié)能效果是十分明顯的。

1 熱電廠的供熱設(shè)備構(gòu)成

該熱電廠有2臺(tái)三菱M 701F4型燃機(jī)，額定發(fā)電負(fù)荷452MW，工業(yè)抽汽取自汽輪機(jī)高壓缸排汽，經(jīng)減溫減壓后對(duì)外進(jìn)行供熱，供熱蒸汽參數(shù)為1.5MPa、300℃，每臺(tái)機(jī)組供熱能力為111t/h。

為保證機(jī)組啟停和對(duì)外供熱需要，熱電廠另外設(shè)制2臺(tái)50t/h燃?xì)忮仩t，形成雙爐運(yùn)行100t/h的對(duì)外連續(xù)供熱能力，提高了電廠對(duì)外供熱的持續(xù)性和可靠性。

為保證熱電廠對(duì)外供熱，建設(shè)廠區(qū)供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)共有3個(gè)熱源點(diǎn)，燃機(jī)投運(yùn)時(shí)采用1#、2#機(jī)組高排管路抽汽對(duì)外進(jìn)行供熱，主機(jī)停運(yùn)時(shí)采用燃?xì)忮仩t進(jìn)行對(duì)外供熱。上述3個(gè)熱源匯入廠區(qū)供熱站蒸汽集汽聯(lián)箱，在集汽聯(lián)箱穩(wěn)定，均壓，并進(jìn)行緩沖，在集汽聯(lián)箱外接對(duì)外供熱蒸汽管路向外供熱。詳見圖1。

圖1

2 對(duì)外供熱成本的的估算

天然氣熱電廠主機(jī)供熱取自主機(jī)高壓缸排汽，經(jīng)減溫減壓后送至供熱系統(tǒng)，供熱效率遠(yuǎn)大于燃?xì)忮仩t對(duì)外供熱。

主機(jī)供熱核算：按年利用小時(shí)數(shù)3500h；天然氣價(jià)2.41元/Nm3；電價(jià)0.7元/kWh；工業(yè)供汽45t（用戶端所需參數(shù)0.8MPa.g，180℃）。經(jīng)計(jì)算機(jī)組供汽成本約為165元/t。（機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)影響燃?xì)忮仩t供汽的時(shí)間，年利用小時(shí)數(shù)越小，所需燃?xì)忮仩t補(bǔ)充供熱的時(shí)間越長，因燃?xì)忮仩t供汽不合算，所以綜合成本將增加。）

如果用燃?xì)忮仩t供熱，不考慮補(bǔ)水、廠用電、設(shè)備一次性投資和折舊成本，僅考慮天然氣運(yùn)行成本時(shí)，供1t蒸汽的成本為225元/t，廠用電成本預(yù)計(jì)在50元/t以上。因此，實(shí)際供熱成本將大于275元/t。

與北方采暖供熱不同，天然氣熱電廠對(duì)外供熱管網(wǎng)一般由電廠自主建設(shè)，供熱管路按設(shè)計(jì)規(guī)劃送至需求用戶圍墻外1m，生產(chǎn)工藝管路由熱用戶自行根據(jù)需要敷設(shè)。因此供熱管網(wǎng)的建設(shè)成本要按年計(jì)入供熱成本。

3 供熱量的計(jì)量

熱用戶熱量由安裝在用戶端的流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，瞬時(shí)和累計(jì)供熱流量通過有線或無線遠(yuǎn)傳至上位服務(wù)器。熱電廠根據(jù)供熱總出口的流量計(jì)量和各用戶的流量計(jì)量之和進(jìn)行比較，即可對(duì)供熱計(jì)量的準(zhǔn)確性和供熱損失進(jìn)行評(píng)估。

20世紀(jì)80年代普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，但從流量儀表發(fā)展?fàn)顩r來看，孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣、試驗(yàn)數(shù)據(jù)最完善，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測量飽和蒸汽流量，仍存在不足之處：①壓力損失較大；②導(dǎo)壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；③量程范圍小，一般為3：1，對(duì)流量波動(dòng)較大易造成測量值偏低。

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單，壓力損失較小，量程范圍寬，對(duì)飽和蒸汽測量量程比可達(dá)30：1。渦街流量變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。因此蒸汽流量計(jì)以渦街流量計(jì)更為常見。

流量計(jì)的選擇要根據(jù)蒸汽介質(zhì)的壓力、溫度和流量測量范圍確定，如選用參數(shù)不當(dāng)，會(huì)造成流量計(jì)量不準(zhǔn)，無法正常進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算。如某熱用戶根據(jù)供熱飽和階段選用的30t/h的流量計(jì)，在供熱初期由于生產(chǎn)能力不足，白天供熱流量4t/h左右，在夜間和部分時(shí)段僅能達(dá)到1t/h，由于流量太小，選用的流量計(jì)無法進(jìn)行計(jì)量，表計(jì)一直顯示為0，無法正確進(jìn)行計(jì)量。由于該廠天然氣管道選用的為DN150mm的管道，如不對(duì)管道進(jìn)行更換無法安裝更小流量的流量計(jì)。因此，在流量計(jì)的選用和安裝時(shí)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的實(shí)際情況綜合考慮。

天然氣熱電廠對(duì)供熱質(zhì)量和供熱流量提供相應(yīng)的保證并承擔(dān)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。為了避免熱用戶實(shí)際存在的小流量計(jì)量給熱電廠帶來的經(jīng)濟(jì)損失，在供熱合同中一般約定最小供熱流量，在供熱實(shí)際流量不足時(shí)，按約定的最小流量進(jìn)行計(jì)量。如因熱用戶原因中斷供汽，也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的流量考核。

4 供熱結(jié)算方式

天然氣熱電廠根據(jù)主機(jī)是否運(yùn)行采用主機(jī)和燃?xì)忮仩t分別對(duì)外供熱。由于采用燃?xì)忮仩t供熱成本要高很多，一般采用單一單價(jià)結(jié)算和分段單價(jià)結(jié)算。

單一單價(jià)結(jié)算比較簡單，即電廠采用主機(jī)抽汽供熱和燃?xì)鉅t供熱均采用同一熱價(jià)，熱電廠需對(duì)主機(jī)和燃?xì)廨喒峋C合考慮核定供熱價(jià)格，并最終與熱用戶協(xié)商確定供熱合同價(jià)。

分段單價(jià)即為在主機(jī)抽汽供熱階段供熱采用一種供熱價(jià)格，在燃?xì)鉅t對(duì)外供熱時(shí)采用另一種價(jià)格，計(jì)量結(jié)算方式較為靈活。由于天然氣電廠主機(jī)運(yùn)行時(shí)間不確定，給供熱熱源時(shí)長統(tǒng)計(jì)帶來了一定的難度，結(jié)算人員的工作強(qiáng)度較大。

目前，天然氣發(fā)電廠由于運(yùn)行小時(shí)不足的限制，造成燃?xì)忮仩t運(yùn)行時(shí)間過長，供熱成本過高，因此大部分天然氣熱電廠采用分段結(jié)算的方式進(jìn)行熱價(jià)結(jié)算。

天然氣發(fā)電廠受天然氣氣價(jià)的影響，工業(yè)蒸汽價(jià)格普遍偏高，熱用戶承擔(dān)的費(fèi)用較多。政府部門為了環(huán)保發(fā)展和招商引資的需要，一般對(duì)采用天然氣熱電廠供熱進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，補(bǔ)償額度由政府方、熱點(diǎn)廠方、熱用戶方三方共同確定。在每月費(fèi)用結(jié)算中，需要熱電廠運(yùn)行專業(yè)按月對(duì)供熱計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由三方共同進(jìn)行確認(rèn)，按合同約定的分擔(dān)份額向熱電廠方支付相應(yīng)的費(fèi)用。

5 小結(jié)

天然氣供熱發(fā)電具有環(huán)保的明顯優(yōu)勢，是國家大力提倡的。天然氣熱電廠對(duì)外工業(yè)供熱由于熱用戶相對(duì)較多，供熱流量不穩(wěn)定，給熱電廠的計(jì)量和結(jié)算工作帶來的較大的難度。本文就某天然氣熱電廠供熱系統(tǒng)構(gòu)成和運(yùn)營情況進(jìn)行了分析，提出了單一熱價(jià)和分段熱價(jià)兩種計(jì)量結(jié)算方式，其中分段計(jì)量具有計(jì)量準(zhǔn)確合理的優(yōu)點(diǎn)，為天然氣熱電廠的對(duì)外供熱管理和運(yùn)營提供了一定的借鑒。